МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ФГБОУ ВПО «КГЭУ») Кафедра Тепловые электрические станции Реферат По дисциплине «Основное оборудование топливно-газо-воздушного тракта» На тему: «Выбор системы пылеприготовления»» Выполнил студент гр. № Т-2-16 Ферази Д.Р. Проверил: Бускин Р.В. Казань 2019 Содержание Введение 1. Особенности сжигания твердого топлива в пылевидном 3 4 состоянии 2. Процесс пылеприготовления 5 3. Схемы пылеприготовления 7 3.1 Замкнутые системы пылеприготовления 7 3.2Разомкнутые системы пылеприготовления 14 4. Элементы систем пылеприготовления 17 5. Топки для пылеугольного сжигания твердого топлива с 20 твердым шлакоудалением Заключение 23 Список используемых литературы 24 2 Введение Несомненно, что в ближайшей перспективе тепловая энергетика будет оставаться преобладающей в энергетическом балансе мира и отдельных стран. Велика вероятность увеличения доли углей и других видов менее чистого топлива в получении энергии. В связи с этим изучаются некоторые пути и способы их использования, позволяющие существенно уменьшать отрицательное воздействие на среду. Эти способы базируются в основном на совершенствовании технологий подготовки топлива и улавливания загрязняющих выбросов. 3 6. Особенности сжигания твердого топлива в пылевидном состоянии На современных тепловых электрических станциях твердое топливо при сжигании в камерных топках предварительно измельчают и в виде пыли в смеси с воздухом вдувают в топочную камеру, где оно сгорает, находясь в потоке газов во взвешенном состоянии. Для превращения крупных кусков влажного топлива в пригодную для сжигания сухую угольную пыль твердое топливо подвергают процессу подготовки в системе пылеприготовления. заключающемуся в предварительном грубом дроблении на куски в несколько десятков миллиметров, подсушке и дальнейшем размоле до пылевидного состояния с размером частиц в несколько десятков или сотен микрометров. Превращением кускового топлива в угольную пыль достигается многократное увеличение поверхности реагирования. Так, если кусочек угля диаметром 15 мм раздробить на частицы размером 50 мкм, то суммарная площадь поверхности полученных частиц в 300 раз будет больше поверхности исходной частицы. При увеличении поверхности реагирования существенно улучшаются условия сжигания, так как горение топлива является гетерогенным процессом (топливо и окислитель находятся в разных агрегатных состояниях — соответственно в твердом и газообразном), происходящим на поверхности частиц топлива [1]. Основными преимуществами сжигания твердого топлива в пылевидном состоянии являются следующие: - возможность сжигания с достаточно высоким КПД любого топлива, включая малореакционные антрациты, а также высоковлажные и высокозольные угли и отходы углеобогащения; - практически неограниченная по условиям сжигания топлива единичная мощность котла; - полная механизация топочного процесса, легкость регулирования, возможность полной автоматизации топочного процесса; - отсутствие подвижных деталей в топке, что повышает эксплуатационную надежность агрегата. 4 Недостатками сжигания топлива в пылевидном состоянии являются: - сложность, громоздкость и в большинстве случаев высокая стоимость оборудования пылеприготовления; - значительный расход электроэнергии на приготовление пыли, например, для антрацита составляющий 25...30 кВт-ч/т; - низкие (0,1...0,3 МВт/м3) объемные плотности тепловыделения в топке при факельном сжигании твердого топлива, что объясняется малой массовой концентрацией топлива в единице объема топки (20... 30 г/м3), а также неблагоприятными условиями подвода окислителя к поверхности реагирования и отвода продуктов сгорания вследствие низкой относительной скорости горящих частиц в газовоздушном потоке [2]. 7. Процесс пылеприготовления Поступающее на электростанцию твердое топливо имеет обычно куски размером до 200 мм и более и до подачи его в углеразмольные мельницы претерпевает ряд подготовительных операций собственно перед процессом размола. Первичная обработка топлива заключается в удалении из него металлических предметов и щепы, далее следуют грохочение и дробление. Удаление металлических предметов (болтов, гаек, железнодорожных костылей и т.д.) необходимо для предотвращения поломки механизмов системы пылеприготовления с помощью магнитных сепараторов. С помощью щепоуловителей удаляют из топлива древесную щепу, попадающую в уголь в процессе его добычи, что предотвращает забивание элементов системы пылеприготовления, получающейся из щепы «древесной ватой». При поступлении высоковлажных топлив наблюдается потеря его сыпучести, что приводит к «замазыванию» пылеприготовительных механизмов, заключающемуся в налипании сырого топлива на их стенки. 5 Для предупреждения этого явления производят частичную подсушку топлива, снижая содержание его внешней влаги на 4...6 %. В зимних условиях наблюдается смерзание влажного топлива и примерзание его к стенкам топливоподающих устройств. Для борьбы со смерзанием применяют отопление помещений всего тракта топливоподачи от разгрузочного сарая, куда поступает топливо при разгрузке железнодорожных вагонов, до бункеров сырого угля у мельниц [3]. Освобожденный от металлических предметов уголь подвергается грохочению для отделения крупных кусков топлива от мелких. Для этого топливо пропускают сквозь качающиеся ситарешетки с размером отверстий 10... 15 мм. Куски более 10... 15 мм направляются в дробилки, а куски меньшего размера — мимо дробилок. Качество дробления определяют путем рассева дробленого топлива на сите с размером ячеек 5x5 мм по величине остатка на сите в процентах от начальной массы пробы, обозначаемого R5 (здесь индекс «5» указывает на размер отверстия в сите в миллиметрах). Обычно дробление проводят так, чтобы остаток на сите с указанными ячейками составлял не более 20%. Для дробления топлива используют молотковые или валковые дробилки. В первом случае дробление топлива происходит за счет вращающихся молотков, шарнирно укрепленных на валу ротора. Валковые дробилки выполняют в виде вращающихся навстречу один другому валков с насаженными на них шипами — зубьями. Из дробилки топливо поступает в систему пылеприготовления, где подвергается интенсивной подсушке и размолу, в результате то получается угольная пыль, которая пневмотранспортом поставляется к горелкам котельного агрегата. 6 8. Схемы пылеприготовления Отделение готовой пыли в процессе размола топлива осуществляется в сепараторах. Это необходимо потому, что при размоле образуются мелкие (готовые) и крупные (неготовые) пылинки. Если готовые пылинки своевременно не удалить из мельницы, то они будут переизмельчаться, излишне загружая мельницу. При этом производительность мельницы снизится, а расход электроэнергии возрастет. Пылеприготовительные установки могут иметь различные технологические схемы. Различают центральные и индивидуальные системы пылеприготовления. При центральной системе пылеприготовления пыль готовят на пылезаводе для всей котельной, а при индивидуальной системе - только для определенного котлоагрегата. Соответственно при индивидуальной системе все устройства для приготовления пыли располагают в непосредственной близости к котлоагрегату. Для промышленных парогенераторов и водогрейных котлов применяют только индивидуальные системы пылеприготовления. Такие системы могут быть с прямым вдуванием или с пылевым промежуточным бункером. В первом случае пыль из мельниц вместе с отработанным сушильным агентом направляется в горелки. Во втором - пыль собирается в пылевом бункере и из него направляется в горелки [3]. 3.1 Замкнутые системы пылеприготовления Схемы пылеприготовления могут быть замкнутыми или разомкнутыми. При замкнутой схеме сушильный агент вместе с пылью сбрасывается в топку, а при разомкнутой отработанный сушильный агент сбрасывается в атмосферу. Схема с прямым вдуванием топлива всегда замкнутая, а с промежуточным пылевым бункером может быть и замкнутой, и разомкнутой. В промышленных и отопительных котельных установках, как правило, применяются только замкнутые схемы, т. е. схемы со сбросом сушильного агента в топку. 7 Рисунок 3.1 — Принципиальные схемы систем пылеприготовления а — центральная; б — индивидуальная с прямым вдуванием, в — индивидуальная с промежуточным пылевым бункером: 1 — бункер сырого дробленого угля; 2— сушилка; 3 — мельница; 4 — центральный бункер готовой пыли; 5 — насос для пыли; 6 — расходные бункера: 7— вентиляторы 8 — топочные камеры котлов 9 — промежуточный бункер; 10 — шнек для пыли. Положительной особенностью центральной схемы пылеприготовления является независимость работы размольных установок от работы котла. Мельница может работать периодически, но с полной нагрузкой, когда расход электроэнергии на пылеприготовление получается наименьшим. В топку котла пыль подается подсушенной до заданной влажности. Центральные схемы пылеприготовления всегда разомкнуты по сушке, т.е. отработанный сушильный агент вместе с некоторым количеством неуловленного топлива сбрасывается в атмосферу. Центральная система пылеприготовления, представляющая собой фактически пылезавод, применяется в настоящее время для блоков мощностью более 500...800 МВт. В индивидуальной приготовление пыли системе пылеприготовления непосредственно у котельной предусмотрено установки с использованием для сушки топлива и его пневмотранспортаровки горячего 8 воздуха или продуктов сгорания, образующихся в котле. Различают индивидуальные системы пылеприготовления с прямым вдуванием и с промежуточным пылевым бункером. В промышленных и отопительных котельных установках преимущественно применяются индивидуальные схемы пылеприготовления с прямым вдуванием пыли как более простые и дешевые. Индивидуальные схемы пылеприготовления с промежуточным пылевым бункером применяются для энергетических парогенераторов большой мощности при сжигании антрацитов и тощих углей с малым выходом летучих (6-15%). Эти схемы сложны и дороги [4]. Выбор схемы и расчет пылеприготовительного оборудования производится в соответствии с нормами расчета и проектирования пылеприготовительных установок, разработанными ВТИ и ЦКТИ. На рис. 3.2 и 3.3 в качестве примера показаны принципиальные схемы пылеприготовления, широко применяемые в промышленных и отопительных котельных установках. Рисунок 3.2 – Индивидуальная схема пылеприготовления с молотковыми мельницами и прямым вдуванием пыли в топку камеру для работы на горячем воздухе под давлением. 1 — бункер сырого угля; 2 — отсекающий шибер; 3 — питатель угля; 4 — течка сырого угля; 5— углеразмольная мельница; 5 — сепаратор пыли; 7 — пылепровод; 8 — горелка; 9 — паровой ко­тел; 10 — дутьевой 9 вентилятор; И — воздухоподогреватель; 12 — тракт первичного воздуха; 13 — тракт вторичного воздуха; 14 — короб вторичного воздуха; 15 — подача холодного воздуха для вентиляции мельницы; 16 — взрывной клапан; 17 — клапан-мигалка; 18 — автоматический быстроотсекающий шибер [5]. С окружающей атмосферой (течка сырого топлива, течка пыли после циклона), установлены клапаны-мигалки, открывающиеся только в момент пропуска скопившейся массы топлива над клапаном. При сжигании низкореакционных топлив с малым выходом летучих веществ для облегчения процесса вос­пламенения угольной пыли необходимо обеспечить по­вышение температуры аэропыли. Это достигается в схеме с подачей пыли горячим воздухом (рис. 3.4). Кроме первичного воздуха, идущего в пылесистему в количестве 15—25%, другая часть горячего воздуха (20—25%) направляется в короб воздуха и затем в пылепроводы специальным вентилятором горячего дутья (ВГД). В этом случае температура аэропыли будет близка к температуре горячего воздуха. Однако воз­духа, поступающего в этом случае в горелки, недо­статочно для полного горения топлива. Поэтому низко­температурный увлажненный первичный воздух с не­большим содержанием тонкой угольной пыли после циклона также приходится направлять в зону горения через специальные сбросные горелки или в кольцевой канал по периферии основных горелок [4]. 10 Рисунок 3.4 – Схема пылеприготовления с мельницами-вентиляторами и сушкой продуктами сгорания [5] 1 – дутьевой вентилятор; 2 – воздухоподогреватель; 3 – воздухопровод горячего воздуха; 4 – короб вторичного воздуха; 5 – пылеугольная горелка; 6 – распределитель пыли; 7 – сепаратор пыли; 8 – мельница-вентилятор; 9 – взрывной клапан; 10 – клапан присадки холодного воздуха; 11 – отключающий шибер; 12 – устройство для нисходящей сушки; 13 – водяная форсунка; 14 – мигалка; 15 – питатель угли; 16 – отсекающий шибер; 17 – бункер угля; 18 – смесительная камера; 19 – воздухопровод для присадки горячего воздуха; 20 – окно для забора продуктов сгорания; 21 – парогенератор. 11 Рисунок 3.5 – Индивидуальная замкнутая схема пылеприготовления с промежуточным бункером пыли а — с подачей пыли сушильным агентом; 6—с подачей пыли горячим воздухом и сбросом сушильного агента в топку. Обозначения 1—18 те же, что и на рис. 1.1 , кроме того: 19 — устройство для сушки топлива; 20 — течка возврата грубых фракций; 21 — циклон; 22—бункер пыли; 23 — питатель пыли; 24 — смеситель; 25 — короб первичного воздуха: 26 — мельничный вен­тилятор; 27 — реверсивный пылевой шнек; 28 — влажный сушильный агент с мелкой пылью; 29 — измеритель расхода; 30 — клапан присадки холодного воздуха; 31 — вентилятор горячего дутья; 32 — сбросная горелка [5] Регулирование производительности парового котла обеспечивается в этой схеме пита­телями за счет запаса пыли в бункере. Обычно две пылесистемы обслуживают один корпус парового котла. Производительность их по топливу на 15—20% больше максимального расхода топлива на котел. Поэтому часть вре­мени в работе остается одна пылесистема. В схеме предусмотрена возможность перебро­са части готовой пыли в бункера 12 других пылесистемы через реверсивный шнек, что обес­печивает маневренность в использовании обо­рудования. Запас пыли в бункерах позволяет кратковременно остановить обе мельницы для осмотра и ремонта. Недостатки схемы пылеприготовления с промежуточным бункером заключаются в сложности и громоздкости оборудования, повышенном сопротивлении пылесистемы и расходе электроэнергии на пылетранспорт росте пожаро и взрывоопасности в связи с хранением большого количества сухой угольной пыли. Однако благодаря указанным особенностям данной схемы она надежно обеспечивает паровые котлы угольной пыль и поэтому нашла широкое применение. Для размола бурых углей и фрезерного торфа в молотковых мельницах единичной производительности до 20 т/ч применяются схемы пылеприготовления с гравитационным сепаратором и прямым вдуванием пыли через амбразуры (рис. 3.1). Топливо из бункера через отсекающий шибер подается питателем в устройство для нисходящей сушки (рис. 1.2) и затем в мельницу, В мельнице происходит размол и окончательная сушка топлива. Горячий воздух после воздухоподогревателя подается в устройство для нисходящей сушки и в мельницу. Кроме того, предусмотрена подача горячего воздуха непосредственно в топочную камеру. Воздух, поступающий в мельницу и транспортирующий готовую пыль, называется первичным, а подаваемый непосредственно в топочную камеру или пылеугольные горелки вторичным. При размоле бурых углей в молотковых мельницах единичной производительности более 20 т/ч в схеме, показанной на рис. 1.1, несколько видоизменяется конструкция сепаратора пыли и пылеугольных горелок. Применяется инерционный сепаратор и турбулентные пылеугольные горелки, которые имеют заметное сопротивление проходу пылевоздушной смеси. В связи с этим система пылеприготовления работает под избыточным давлением до 2500 Па, что требует ее уплотнения, включая питатель топлива, По сравнению с бурыми углями при сжигании каменных углей, требующих 13 для экономичного сжигания более тонкой пыли, в схеме, показанной на рис. 1.1, изменяется тип применяемых мельниц и сепаратора пыли. В этом случае могут использоваться среднеходовые валковые мельницы с центробежным сепаратором пыли [2]. При сжигании высоковлажных мягких бурых углей используются схемы пылеприготовления с мельницами-вентиляторами. Одна из таких схем приведена на рис. 1.2. В этой схеме сушка топлива производится продуктами сгорания, отбираемыми из топки. Топливо из бункера питателем направляется в устройство для нисходящей сушки, а из него - в мельницувентилятор. Горячий воздух после воздухоподогревателя направляется в горелку и частично в смесительную камеру, где смешивается с продуктами сгорания, отбираемыми из топки. Смесь продуктов сгорания и воздуха поступает в устройство для нисходящей сушки, а затем - в мельницувентилятор. Из мельницы аэросмесь (смесь пыли с воздухом и продуктами сгорания) поступает в сепаратор и из него в горелки. В этой схеме осуществляется двухступенчатая подсушка топлива. Первая ступень осуществляется в шахте с нисходящим потоком смеси топочных газов и горячего воздуха, а вторая ступень - в мельнице [5]. 3.2 Разомкнутые системы пылеприготовления Сушки. Разомкнутая схема пылеприготовле­ния применяется только при сжигании топ­лива с приведенной влажностью Wn> >3,6% Хкг/МДж. Усложнение и удорожание' схемы компенсируется при этом повышением КПД парового котла за счет уменьшения по­тери теплоты с уходящими газами и снижения недожога топлива в топочной камере. Сушка сильновлажного топлива обеспечивается вы­сокотемпературным агентом — продуктами сгорания, отбираемыми в количестве 6—10% объема газов температурой 400—450°С из га­зохода за экономайзером (рис. 3.4), либо смесью горячего воздуха и топочных газов, (температура смеси 500—600°С) [5]. 14 Отработавший сушильный агент после цик­лона вместе с неуловленными мельчайшим» фракциями топлива (около 10%) поступает на вторую ступень пылеулавливания. Здесь для отделения угольной пыли применяют батарей­ные циклоны (набор из 150—250 циклонных элементов малого диаметра), электрофильтры или матерчатые рукавные фильтры. Уловлен­ная пыль по течкам самотеком подается в промежуточный пылевой бункер, а сушиль­ный агент после пылеуловителей сбрасывается в основные электрофильтры котельной уста­новки и соединяется с уходящими газами. Транспорт сушильного агента обеспечивается мельничным вентилятором, а подача первич­ного воздуха — вентилятором горячего дутья. В результате применения разомкнутой схе­мы сушки топлива его качестве) существенно улучшается, растет эффективность сжигания топлива. Уменьшается объем продуктов сго­рания в газоходах котла, что обеспечивает снижение аэродинамического сопротивления и температуры уходящих газов. Существенным недостатком разомкнутой схемы является потеря части фракций топли­ва с выбрасываемым сушильным агентом и повышенные расходы энергии на удаление и очистку влажного сушильного агента. Несмот­ря на систему громоздких пылеуловителей, примерно 1—2% топлива теряются для сжи­гания, что приводит к загрязнению окружаю­щей среды. При неналаженной системе рабо­ты пылеуловителей и высокой влажности сушильного агента потери могут сильно возра­сти. Это органичивает применение схемы только для весьма влажных топлив, которые обычными способами сжигать не экономично [6]. 15 Рисунок 3.6 – Индивидуальные разомкнутые схемы пылеприготовления с промбункером для молотковых мельниц А — при сушке топлива смесью горячего воздуха и топочных газов; б — при сушке топлива отходящими газами парогенератора; 1 — буикер сырого угля; 2 — клапан-мигалка; 3—отсекающий шибер; 4 — питатель сырого угля; 5 — питатель пыли; 6 — бункер сушонки; 7 — мельница; 8 — сепаратор; 9 сушильный вен­тилятор; 10 — короб первичного воздуха; — клапан присадки холодного воздуха; 12 — горелка; 13— короб вторичного воздуха; 14 — парогенератор; 15 — газо­провод топочных газов; 16 — воздухопровод горячего воздуха; 17 — воздухоподогреватель; 18 — дутьевой вентилятор; 19 — взрывной клапан; 20 — смесительная камера; 2/—течка сырого угля; 22 — пылеотделитель (циклон); 23 — топливоотделитель; 24 — перекидной шибер; 25 — реверсивный шнек; 26— пылевой буи - ^ кер; 27 — смеситель пыли; 28 — золоуловитель; 29 — трубопровод влагоотсоса; 30 — дымосос; 31 — трубопровод присадки холодного воздуха; 32 —труба сушилка; 33 — отходоуловитель; 34 — электрофильтр или рукавный фильтр; 35 — шлюзовой затвор. 16 В качестве сушильного агента применяют горячий воздух при углях «сухих», либо смесь горячего воздуха с топочными газами при размоле высоковлажных углей [6]. Элементы систем пылеприготовления 9. В системе пылеприготовления кроме основного оборудования — собственно мельниц имеется ряд вспомогательных элементов: сепаратор, циклон, клапаны-мигалки, непосредственно влияющие на эффективность работы мельниц; пылепитатели, пылеотделители, влияющие на равномерность выдачи пыли в горелочные устройства топки, что сказывается на стабильности работы котельного агрегата. К важным элементам системы пылеприготовления относятся также взрывные клапаны, устанавливаемые в разных местах тракта движения топлива и пыли: на устройстве для нисходящей сушки топлива, на трубопроводах между мельницей и сепаратором, между сепаратором и циклоном, между циклоном и мельничным вентилятором, а также на сепараторе, циклоне, пылевом бункере и т.д. Назначением взрывных клапанов, автоматически открывающихся в моменты резкого повышения давления при взрывах угольной пыли в пылесистеме, является зашита оборудования от повреждения. Существующие мельницы выдают в качестве продукта размола не готовую пыль, а смесь мелких пылинок с некоторым количеством крупных частиц размером, достигающим 3...5 мм. Отделение крупных частиц от мелких осуществляется в сепараторах (пылеразделителях). Крупные частицы направляются обратно в мельницу для дальнейшего измельчения. Отделение в сепараторах крупных частиц происходит по принципу воздушной сепарации под действием гравитационных сил при падении скорости потока, либо под действием центробежных сил при сообщении потоку криволинейного движения. Для отделения из пылевоздушного потока и осаждения готовой пыли, поступающей из сепаратора, служит циклон (или пылеот-делитель). Из 17 циклона пыль направляется в пылевой бункер. Циклон (рис. 9.10) имеет корпус 2, входной 1 и выходной 6 патрубки, нижнюю коническую часть внутреннюю трубу (горловину) 5. Пылевоздушный поток поступает по входному патрубку 1 тангенциально в верхнюю часть циклона со скоростью 18...22 м/с, закручивается, и при движении вниз по спирали между корпусом 2 и внутренней трубой 5 частицы пыли под действием центробежных сил отбрасываются к стенке корпуса и сползают в нижнюю коническую часть 3 циклона. Далее пыль выводится в подциклонный бункерок 4. либо в реверсивный пылевой шнек. Выходящий из циклона газ (транспортирующий агент) несет с собой неуловленную в циклоне наиболее мелкую пыль в количестве около 10... 15 %. Под циклоном устанавливают два последовательно расположенных клапана-мигалки [7]. Рисунок 4.1 — Циклон конструкции НИИОгаз 18 1 — патрубок; 2 — корпус циклона; 3 — нижняя коническая часть циклона: 4 — под циклонный бункерок; 5 — внутренняя труба; 6 — выходной патрубок; 7— взрывной клапан Рисунок 4.2 — Клапан-мигалка 1 — клапан: 2 — противовес Клапан-мигалка (рис. 4.2) автоматически открывается под действием массы скапливающейся над ним угольной пыли, а под действием груза — противовеса 2 обратно закрывается после пропуска накопившейся пыли. Клапаны-мигалки устанавливаются также на течке сырого топлива и трубе возврата из сепаратора. Назначением клапана-мигалки является защита того или иного элемента пылесистемы от подсосов воздуха при переходе топлива (пыли) от одной области давления в другую. 19 В системах пылеприготовления с промежуточным бункером пыль к горелкам подается пылепитателями, установленными в нижней части бункера. Чаще всего применяются шнековые и лопастные пылепитатели. В шнековом пылепитателе (рис. 4.3) витки приемной части шнека 11 имеют переменный, увеличивающийся к выходу диаметр. Диаметр витков в остальной подающей части шнека 9 сохраняется постоянным. Это способствует равномерной выдаче пыли и препятствует сводообразованию в бункере. Регулирование расхода подаваемой пыли достигается изменением числа оборотов шнека. В выходной части шнека осуществляют подпрессовку пыли уменьшением на 15...20% шага выходных витков, что предотвращает проход пыли между корпусом и витками и стабилизирует выдачу пыли. Шнековые пылепитатели применяются для пыли бурых и каменных углей, отходов углеобогащения. Для пыли сухих топлив типа АШ применяют лопастные и реже барабанные питатели [8]. Рисунок 4.3 — Шнековый пылепитатель 10. Топки для пылеугольного сжигания твердого топлива с твердым шлакоудалением В пылеугольных топках поведение шлакозолового остатка оказывает решающее влияние на производительность, надежность и экономичность топочного устройства. В отличие от слоевого сжигания твердого топлива, при котором более 80% золы остается в слое и только незначительная часть ее попадает в объем топочной камеры, а затем уносится газовым потоком в 20 газоходы, при факельном сжигании основная масса золы (85...95%) уносится с газовым потоком, а меньшая часть (5... 15 %) выпадает в топочной камере. Температура пылеугольного факела, особенно его ядра, превышает температуру плавления золы. При выгорании горючего зола топлива плавится и в виде мельчайших капелек в жидком состоянии уносится с газообразными продуктами горения. Расплавленный шлак, попадая на кирпичные стенки топочной камеры, зашлаковывает их и способствует ускоренному их износу. При попадании на холодные конвективные поверхности нагрева котла расплавленный шлак оседает на трубах, постепенно образуя шлаковые наросты. При этом резко возрастает сопротивление газового потока, а также ухудшается передача теплоты поверхностям нагрева. [9] Широкое применение пылесжигания стало возможным лишь при установке в топочной камере охлаждаемых водой экранов, обеспечивающих защиту как стенок топки от разрушающего воздействия высокой температуры, зашлаковывания и химического взаимодействия с жидким шлаком, так и конвективных поверхностей нагрева от зашлаковывания. Топочные экраны воспринимают радиационное действие теплоты газа и частиц, т.е. снижают температуру их теплового излучения до такого уровня, что на входе в конвективные элементы частицы шлака находятся уже в затвердевшем состоянии и не налипают на трубы. Пылеугольные топки, в которых выпадающая зола удаляется в твердом (гранулированном) виде, называются топками с твердым шлакоудалением. Для охлаждения оседающих в топке жидких шлаковых частиц нижнюю часть топки выполняют в виде холодной воронки (рис. 9.17, а), имеющей сплошное экранирование стен. Наклон стенок воронки к горизонту составляет около 60 % для обеспечения самопроизвольного сползания гранулированного шлака в шлаковую шахту. Серьезным недостатком пылеугольных топок с твердым шлакоудалением является вынос из топочной камеры в газоходы агрегата 21 основной массы золы топлива, что приводит к истиранию конвективных поверхностей нагрева, особенно при увеличении скорости потока. Холодная воронка неблагоприятно влияет также и на процесс горения, так как зона пониженной температуры оказывается при этом в непосредственной близости от горелок. Рисунок 4.4 — Топка (а) с зажигательным поясом из огнеупорных фасонных кирпичей (б) и из огнеупорной обмазки (в) При значительном экранировании топочной камеры воспламенение топлива вообще затрудняется. Особенно это относится к малореакционным углям типа АШ. Для интенсификации зажигания, а также повышения устойчивости горения малореакционных углей применяют зажигательный пояс, представляющий огнеупорным покрытием собой часть в области топочных горелок. экранов, утепленную Применяют два типа зажигательных поясов: с покрытием гладких экранных труб фасонными кирпичами (рис. 9.17, 6) и обмазкой ошипованных труб огнеупорной карборундовой или хромитовой массой (рис. 4.4, в) [10]. 22 Заключение Основными преимуществами сжигания твердого топлива в пылевидном состоянии являются следующие: • возможность сжигания с достаточно высоким КПД любого топлива, включая малореакционные антрациты, а также высоковлажные и высокозольные угли и отходы углеобогащения; • практически неограниченная по условиям сжигания топлива единичная мощность котла; • полная механизация топочного процесса, легкость регулирования, возможность полной автоматизации топочного процесса; • отсутствие подвижных деталей в топке, что повышает эксплуатационную надежность агрегата. Конечно, есть и недостатки, но знание различных технологий пылеприготовления ведет к правильным применениям их в производстве и бережному отношению к окружающей среде. 23 Список используемой литературы 1. Елизаров Д.П., Теплоэнергетические установки электростанций: учебник для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоиздат, 1982 – 264с. 2. Сидельковский Л.Н., Юренев В.Н., Парогенераторы промышленных предприятий: учебник для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: «Энергия», 1978 – 336с. 3. Кисельгоф М.Л., Соколов Н.В. Нормы расчета и проектирования пылеприготовительных установок. – М.:Государственное энергетическое издательство, 1958.- 149 с. 4. Доброхотов В.И., Левита Г.Т. К вопросу оптимизации схем пылеприготовления и типов мельниц мощных энергоблоков // Теплоэнегетика.- 1976. - № 8. – с. 4-8 5. Мадоян А.А., Полферов К.Я. О требованиях, предъявляемых к пылесистемам с ШБМ и промбункером в связи с пиковым режимом работы котлоагрегатов // Теплоэнергетика. – 1978. - № 12. – с. 58-63 6. Каминский В.П. , Чуевский С.В. Влияние работы пылесистем на экономичность котлов блоков 300 МВт при работе на АШ // Теплоэнергетика. – 1982. - № 4. – с. 43-46 7. Толчинский Е.Н., Михайлов Н.М. Исследования и разработки ВТИ по совершенствованию систем и оборудования пылеприготовления и топливоподачи тепловых электростанций // Теплоэнергетика. – 1984. – 10. – с. 56-61 8. Мошкарина А.В. Выбор основного и вспомогательного оборудования тепловых электрических станций: Учебно–методическое пособие. – Иваново, 2004. - 56 с. 9. Бойко Е.А. Котельные установки и парогенераторы: Учебное пособие. – Красноярск, 2005. – 292 с. 24 10.Бойко Е.А. Тепловые электрические станции (расчет и проектирование рекуперативных теплообменных аппаратов ТЭС): Учебное пособие. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. - 92 с. 25
